DE102012200776A1

DE102012200776A1 - Wälzkörper und Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers

Info

Publication number: DE102012200776A1
Application number: DE201210200776
Authority: DE
Inventors: Arno Stubenrauch; Sebastian ZIEGLER; Goran CHRISTIANSSON; Armin Olschewski
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-07-25
Anticipated expiration: 2032-01-21
Also published as: DE102012200776B4

Abstract

Es wird ein Wälzkörper mit wenigstens einem Wälzkörperelement (10; 10a), welches einstückig ausgebildet ist und wenigstens eine Lauffläche (12; 12a) aufweist, zumindest einer elektronischen Baueinheit (14; 14a) und wenigstens einem einstückig ausgebildeten Befestigungselement (16; 16a), welches in zumindest einer Betriebsposition des Wälzkörpers wenigstens einen Großteil der auf die elektronische Baueinheit (14; 14a) wirkenden Gewichtskraft auf das Wälzkörperelement (10; 10a) überträgt, wobei das Befestigungselement (16; 16a) zumindest stoffschlüssig an dem Wälzkörperelement (10; 10a) befestigt ist, vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörper und ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen effizient herstellbaren Wälzkörper bereitzustellen, welcher eine hohe und zuverlässige Funktionalität aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Es wird Wälzkörper mit wenigstens einem Wälzkörperelement, welches einstückig ausgebildet ist und wenigstens eine Lauffläche aufweist, zumindest einer elektronischen Baueinheit und wenigstens einem einstückig ausgebildeten Befestigungselement, welches in zumindest einer Betriebsposition des Wälzkörpers wenigstens einen Großteil der auf die elektronische Baueinheit wirkenden Gewichtskraft auf das Wälzkörperelement überträgt, wobei das Befestigungselement zumindest stoffschlüssig an dem Wälzkörperelement befestigt ist, vorgeschlagen. Unter "einstückig“ soll insbesondere aus einem Guss und/oder aus einer Spritzung und/oder nur unter Zerstörung trennbar verstanden werden. Unter einer "Lauffläche" soll insbesondere eine Fläche verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, bei einem Betriebsvorgang an einer Lagerfläche, wie insbesondere einer Laufbahn eines Innen- und/oder Außenrings eines Wälzlagers, abzurollen. Unter "vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Unter einer "elektronischen Baueinheit" soll insbesondere eine Baueinheit verstanden werden, welche wenigstens ein elektronisches Bauteil aufweist. Unter einem "Großteil“ der Gewichtskraft sollen insbesondere wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 70 % und besonders bevorzugt wenigstens 95 % der Gewichtskraft verstanden werden. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann ein effizient herstellbarer Wälzkörper bereitgestellt werden, welcher eine hohe und zuverlässige Funktionalität aufweist. Insbesondere kann die elektronische Baueinheit zuverlässig, kostensparend und auf einfache Weise an dem Wälzkörperelement befestigt werden. Insbesondere können mittels der elektronischen Baueinheit Betriebskenngrößen des Wälzkörpers sensiert und/oder beeinflusst werden. Im Besonderen kann das Befestigungselement auf einfache Weise montiert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement wenigstens einen Großteil der Oberfläche der elektronischen Baueinheit berührt. Unter einem "Großteil“ der Oberfläche sollen insbesondere wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 70 % und besonders bevorzugt wenigstens 95 % der Oberfläche verstanden werden. Dadurch kann eine sichere und einfache Befestigung erreicht werden.
Mit Vorteil ist das Befestigungselement zumindest auch formschlüssig an dem Wälzkörperelement befestigt. Jedoch kann eine besonders stabile und einfache Konstruktionsweise erreicht werden.
Vorzugsweise ist das Befestigungselement zumindest im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Auf diese Weise kann ein geringer Montageaufwand und eine gute Ankopplung der elektronischen Baueinheit an Schwingungen des Wälzkörperelements erreicht werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement an das Wälzkörperelement gelötet und/oder geschweißt und/oder geklebt ist. Hierdurch kann eine hohe Wirksamkeit des Befestigungselements erreicht werden.
Vorzugsweise weist der Wälzkörper wenigstens eine Schweißstelle auf, mittels welcher das Befestigungselement an dem Wälzkörperelement befestigt ist, und die Schweißstelle an einem Ende einer Öffnung des Wälzkörperelements angeordnet ist, welches an einer Stirnseite des Wälzkörperelements angeordnet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Schweißstelle bei einer Montage auf einfache Weise erreichbar ist. Insbesondere kann erreicht werden, dass das Befestigungselement sicher in Bezug auf eine Umfangsrichtung des Wälzkörperelements an dem Wälzkörperelement befestigt ist.
Mit Vorteil liegt die elektronische Baueinheit an dem Wälzkörperelement an, wodurch eine gute mechanische Ankopplung, insbesondere eine gute Ankopplung in Bezug auf eine Vibrationsübertragung, der elektronischen Baueinheit an das Wälzkörperelement erzielt werden kann.
Ferner kann das Wälzkörperelement insbesondere bei Transportvorrichtungen im Bergbau oder bei Lagereinrichtungen von Schiffen oder insbesondere bei Großgetrieben eingebaut sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den folgenden Zeichnungsbeschreibungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teil eines Wälzlagers mit einem erfindungsgemäßen Wälzkörper und
2 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch einen Teil eines Wälzlagers mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers, wobei ein Befestigungselement des Wälzkörpers durch Schweißen befestigt ist.
1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Wälzlagers mit einem erfindungsgemäßen Wälzkörper 26. Der Wälzkörper 26 umfasst ein einstückig ausgebildetes Wälzkörperelement 10 mit einer Lauffläche 12, welche die Form eines Kreiszylindermantels aufweist. Bei einem Betrieb des Wälzlagers rollt die Lauffläche 12 auf einer Laufbahn eines Innenrings 28 des Wälzlagers und einer Laufbahn eines Außenrings 30 des Wälzlagers ab. Das Wälzkörperelement 10 ist aus einem Guss gebildet. Ferner weist der Wälzkörper 26 eine elektronische Baueinheit 10 auf, welche als Vibrationssensorelement ausgebildet ist. Eine Oberfläche 32 des Vibrationssensorelements, welche zu einem Sensieren von Vibrationen vorgesehen ist, liegt direkt an einer Oberfläche des Wälzkörperelements 10 an. Ein Großteil der Oberfläche der elektronischen Baueinheit 14 berührt das Befestigungselement 16. Die Oberfläche der elektronischen Baueinheit 14 besteht aus diesem Großteil und der Oberfläche 32.
Des Weiteren weist der Wälzkörper 26 ein einstückig ausgebildetes Befestigungselement 16 auf, welches stoffschlüssig und formschlüssig an dem Wälzkörperelement 10 befestigt ist. Das Befestigungselement 16 ist in einer Öffnung 22 des Wälzkörperelements 10, welche sich ausgehend von einer Stirnseite 24 des Wälzkörperelements 10 erstreckt, angeordnet. Außerdem ist auch die elektronische Baueinheit 14 in der Öffnung 22 angeordnet. In einer Betriebsposition des Wälzkörpers 26, in welcher die Stirnseite 24 die Unterseite des Wälzkörperelements 10 bildet, überträgt das Befestigungselement 16 die gesamte Gewichtskraft der elektronischen Baueinheit 14 auf das Wälzkörperelement 10.
Bei einer Herstellung des Wälzkörpers 26 wird zuerst die elektronische Baueinheit 14 in der Öffnung 22 angeordnet und danach, während die Stirnseite 24 eine Oberseite des Wälzkörperelements 10 bildet, das Befestigungselement 16 durch Spritzgießen in der Öffnung 22 hergestellt. Das Befestigungselement 16 ist durch Polyurethan gebildet. Damit wird vermieden, dass das Befestigungselement 16 ein Metallteilen aufweist.
Prinzipiell ist denkbar, dass das Befestigungselement 16 zumindest teilweise aus Polyurethan und/oder Epoxidharz und/oder Silikon und/oder Fluorkautschuk und/oder Nitrilkautschuk besteht.
In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in 2 der Buchstabe der Buchstabe „a“ hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 1, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 1 verwiesen werden kann.

2 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch einen Teil eines Wälzlagers, welcher einen Wälzkörper 26a aufweist. Der Wälzkörper 26a weist ein Befestigungselement 16a auf, welches die Form eines Hohlzylinders mit Boden aufweist. Der Wälzkörper 26a weist zwei Schweißstellen 18a, 19a auf, mittels welchen das Befestigungselement 16a an einem Wälzkörperelement 10a des Wälzkörpers 26a befestigt ist. Eine elektronische Baueinheit 14a des Wälzkörper 26a ist an dem Befestigungselement 16a befestigt. Eine Öffnung 22a des Wälzkörperelements 10a, welches sich ausgehend von einer Stirnseite 24a des Wälzkörperelements 10a erstreckt, weist ein erstes Ende 20a und ein zweites Ende 21a auf. Das erste Ende 20a ist direkt an der Stirnseite 24a angeordnet. Das zweite Ende 21a liegt dem ersten Ende 20a gegenüber und ist auf einer Seite der Öffnung 22a angeordnet, welche von der Stirnseite 24a abgewandt ist. Bezugszeichenliste

10	Wälzkörperelement
12	Lauffläche
14	Baueinheit
16	Befestigungselement
18	Schweißstelle
19	Schweißstelle
20	Ende
21	Ende
22	Öffnung
24	Stirnseite
26	Wälzkörper
28	Innenring
30	Außenring
32	Oberfläche

Claims

Wälzkörper mit wenigstens einem Wälzkörperelement (10; 10a), welches einstückig ausgebildet ist und wenigstens eine Lauffläche (12; 12a) aufweist, zumindest einer elektronischen Baueinheit (14; 14a) und wenigstens einem einstückig ausgebildeten Befestigungselement (16; 16a), welches in zumindest einer Betriebsposition des Wälzkörpers wenigstens einen Großteil der auf die elektronische Baueinheit (14; 14a) wirkenden Gewichtskraft auf das Wälzkörperelement (10; 10a) überträgt, wobei das Befestigungselement (16; 16a) zumindest stoffschlüssig an dem Wälzkörperelement (10; 10a) befestigt ist.
Wälzkörper nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (16) wenigstens einen Großteil der Oberfläche der elektronischen Baueinheit (14) berührt.
Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Befestigungselement (16) zumindest auch formschlüssig an dem Wälzkörperelement (10) befestigt ist.
Wälzkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Befestigungselement (16a) zumindest im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist.
Wälzkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Befestigungselement (16a) an das Wälzkörperelement (10a) gelötet und/oder geschweißt und/oder geklebt ist.
Wälzkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Wälzkörper wenigstens eine Schweißstelle (18a) aufweist, mittels welcher das Befestigungselement (16a) an dem Wälzkörperelement (10a) befestigt ist, und die Schweißstelle (18a) an einem Ende (20a) einer Öffnung (22a) des Wälzkörperelements (10a) angeordnet ist, welches an einer Stirnseite (24a) des Wälzkörperelements (10a) angeordnet ist.
Wälzkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die elektronische Baueinheit (14) an dem Wälzkörperelement (10) anliegt.
Wälzlager mit einem Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Herstellung eines Wälzkörpers, insbesondere eines Wälzkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem eine Befestigung einer elektronischen Baueinheit (14; 14a) an einem einstückig ausgebildeten Befestigungselement (16; 16a) und eine Befestigung des Befestigungselements (16; 16a) an einem Wälzkörperelement (10; 10a), welches einstückig ausgebildet ist und wenigstens eine Lauffläche (12; 12a) aufweist, derart vorgenommen werden, dass das Befestigungselement (16; 16a) zumindest stoffschlüssig an dem Wälzkörperelement (10; 10a) befestigt wird und das Befestigungselement (16; 16a) in einem vollständig montierten Zustand des Wälzkörpers in zumindest einer Betriebsposition des Wälzkörpers wenigstens einen Großteil der auf die elektronische Baueinheit (14; 14a) wirkenden Gewichtskraft auf das Wälzkörperelement (10; 10a) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Befestigungselement (16) durch Spritzgießen hergestellt wird.